[发明专利]一种时频域结合的自动滤波电容设计方法

摘要

本发明属于嵌入式计算机系统设计技术领域。本发明设计了一种时频域结合的电源滤波设计方法。此方法是通过实际芯片的电流噪声，分析电流的有效频谱，查找电容库中相应的电容器，建立带权重电容阻抗函数，最终按照电源纹波要求计算出对应的滤波方案。从而达到即满足电源纹波要求又不冗余的最优方案的目的，满足机载嵌入式系统低压大电流的需求。

主权项

1.一种时频域结合的自动滤波电容设计方法，其特征是，具体步骤如下：a)对时域电流波形i(t)进行傅里叶变换，获得电流频谱I(f)；b)在电流频谱I(f)中查找各个大于等于0.005A的n个频谱峰值及其对应的频率fI，去除其余分量，得到有效电流频谱Iava(f)；c)对电流频谱Iava(f)进行归一化如式(1)所示，得到归一化矩阵A； d)建立常用电容器的电容库，建库参数为：电容容值、谐振频率、电容器S参数；e)通过电流峰值对应频率fI在电容库中查找对应的n种电容器的谐振频率fC；查找方法如式(2)所示，先在库中找到第一个大于fI的频率fmax，然后比较fI与fmax、fmax‑1的差值，fC选差值较小的那个频率； f)查找谐振频率对应的电容器的容值，获取容值矩阵Cn；g)查找谐振频率对应的电容器的S参数，通过读取的插入损耗S12参数来计算各个电容器的自阻抗Z11，方法如式(3)所示；得到选取的n种电容器的阻抗函数Zn(f)； h)根据步骤d)与g)可以得到带权重的阻抗Zcn(f)，如式(4)所示； i)把n个带权重的电容并联得到带权重总阻抗Zc(f)，如式(5)所示； j)假设m为所需电容的总数目，可以得到电压的频谱V(f)如式(6)所示 k)通过傅里叶逆变换可以得到时域噪声电压v(t)如式(7)所示 l)可由式(8)计算出电压的峰峰值Δvmax，芯片手册中峰峰值已知，可以推出m的值如式(9)所示；  m)最后给出滤波方案BOM矩阵，如式(10)所示； 其中：BOM(n,1)指第n种电容器的个数，BOM(n,2)指第n种电容器的容值。